4 自由落体运动 [教材链接] (1)①物体下落的快慢与它的轻重有关,重的物体下落得快 ②同样快 (2)①重力 静止 ②重力 等于零 例1 AC [解析] B中运动的初速度不为零,D中树叶受到的空气阻力不能忽略,不能视为自由落体运动,选项B、D错误;A、C中水滴和羽毛只受重力,由静止开始运动,满足自由落体运动的条件,选项A、C正确. 变式1 BC [解析] 由于苹果所受的空气阻力比自身重力小得多,可以忽略不计,因此苹果的运动可以近似看成自由落体运动,而树叶所受的空气阻力与自身重力相差不多,不能忽略,因此树叶的运动不能看成自由落体运动. [教材链接] (1)同一 相同 (2)9.8 m/s2 竖直向下 例2 C [解析] 物体做自由落体运动的条件是初速度为零且只受重力作用,选项A错误;重力加速度的方向竖直向下,只有支持面沿水平方向时,重力加速度的方向才会垂直于支持面向下,选项B错误;在同一地点,重力加速度g值一定,与质量无关,选项C正确;赤道处的g值小于北极处的g值,选项D错误. 变式2 BCD [解析] 重力加速度g是矢量,方向竖直向下,在一般计算中g取9.8 m/s2或10 m/s2,选项A错误;在地球上同一地点,重力加速度大小和方向一定,选项C正确;在地球上的不同地点,重力加速度一般不同,但相差不大,纬度越低的地方,g值越小,选项B、D正确. [教材链接] (1)0 g 匀加速直线 (2)①v=gt ②x=gt2 例3 D [解析] 自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,则由x=gt2、v=gt可知,x-t图像为抛物线,v-t图像为过原点的直线,故选D. 例4 B [解析] 因为手机做自由落体运动,故有h=gt2,得手机落地时间为t==5 s,故A正确;手机下落62.5 m时瞬时速度为v==35.36 m/s,故B错误;手机前2 s下落位移为h2=g=20 m,手机前3 s下落位移为h3=g=45 m,手机在第3 s内通过的位移大小为45 m-20 m=25 m,故C正确;手机落地前最后2 s内的平均速度大小为v===40 m/s,故D正确. 变式3 (1)10 s (2)5 m 95 m [解析] (1)由h=gt2,解得落地所用时间t== s=10 s. (2)第1 s内的位移h1=g=×10×12 m=5 m 因为从开始运动起前9 s内的位移为h9=g=×10×92 m=405 m 所以最后1 s内的位移为Δh=h-h9=500 m-405 m=95 m. 素养提升 示例1 (1)8 (2)C (3)1.15 (4)如图所示 (5)偶然误差 [解析] (1)电磁打点计时器可能接的是电压为8 V的交流电源; (2)应先接通电源,再释放纸带,故A错误;接通电源前,重物应靠近打点计时器,故B错误;根据h=gT2=0.002 m=2 mm知取点迹清晰的且第一、二连续两点间的距离约为2 mm的纸带测量误差较小,故C正确;由振针与纸带的摩擦可知,用电磁打点计时器比电火花计时器阻力大,故D错误. (3)根据中间时刻的速度等于这段时间的平均速度可知打点3时,重物下落的速度为v3==1.15 m/s. (4)应使更多的点在图线上,不在图线上的点均匀分布在图线两侧,误差太大的点舍去. (5)画v-t图像求加速度是为了减小测量速度的偶然误差. 示例2 (1)cm (2)0.79 (3)如图所示 (4)9.6 (5)空气阻力或测量误差 [解析] (1)由自由落体运动规律h=gt2可算出小球在最初的0.04 s内下落的高度约为0.008 m,所以图中数字的单位应该是cm; (2)B位置的瞬时速度是A到C过程的平均速度,则有vB===0.79 m/s; (4)由图像斜率表示重力加速度可得g== m/s2=9.6 m/s2. (5)测出的重力加速度值小于实际值,原因可能是空气阻力或测量误差等. 随堂巩固 1.AC [解析] 图甲是真实的实验现象,利用斜面实验,使小球的运动变慢,可“冲淡”重力的作用,便于观察实验现象,解决了时间难以测量的困难,图丁是在斜面倾角逐渐增大情况下对斜面上小球的运动的合理推理,即当斜面的倾角增大到90°时,小球做自由落体运动,选项A、C正确. 2.CD [解析] 两石块都做自由落体运动,运动规律相同且具有相同的加速度,由于从同一高度下落,所以落地时间一定相同,故A、B错误.因h、t ... ...
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